Capturar diòxid de carboni en presència d’aigua és un dels grans reptes de les tecnologies actuals de descarbonització. El grup FUNIMAT (Functional Inorganic Materials Team) de l’Institut de Ciència Molecular (ICMol) del Parc Científic de la Universitat de València ha desenvolupat un nou material capaç de mantindre la seua eficàcia fins i tot en ambients amb una humitat elevada, una condició habitual en corrents industrials reals
Aquest avanç ha sigut reconegut amb una ERC Proof of Concept, que permetrà acostar el material a la seua validació i aplicació industrial. El desenvolupament té l’origen en l’ERC LIVINGPORE, liderada per Carlos Martí Gastaldo, director del grup, i té com a objectiu avançar des de la innovació generada al laboratori cap al seu escalat, validació i potencial transferència al mercat.
El repte de capturar CO₂ en ambients humits
En condicions controlades, molts materials poden absorbir CO₂. Tanmateix, el repte apareix quan el CO₂ es troba barrejat amb altres components que interaccionen amb més força amb el material, especialment el vapor d’aigua. En aquesta competència, el CO₂ sol quedar desplaçat, fet que redueix significativament la capacitat de capturar-lo i dificulta l’operació en entorns reals.
El material MUV-92 (MUV = Materials de la Universitat de València), desenvolupat en el marc del projecte LIVINGPORE i en el qual se centrarà el projecte WETCAP, destaca precisament pel seu comportament en ambients humits: manté una fracció molt elevada de la seua capacitat de captura de CO₂ a mesura que augmenta la humitat relativa, un atribut clau per a aplicacions en què la presència de vapor d’aigua limita o encareix les tecnologies actuals.
Quan la curiositat científica obri noves aplicacions
Encara que el projecte es desenvolupa en el marc de l’ERC CONSOLIDATOR LIVINGPORE, el resultat que dona lloc a aquesta prova de concepte no era un objectiu inicial del projecte. El mateix Martí Gastaldo subratlla el valor d’aquest tipus de troballes en investigació: “És un bon exemple de com la curiositat pot obrir una via d’aplicació que no estava prevista”.
Segons explica Martí Gastaldo, el material no es va desenvolupar inicialment pensant en una aplicació concreta, sinó que va sorgir d’exploracions impulsades per la curiositat científica de la investigadora Ramón y Cajal Natalia Muñoz, i dels doctorands Víctor Carratalá i Clara Chinchilla, en el marc del treball metodològic de disseny de nous materials porosos desenvolupat en el projecte. Només més tard se’n va identificar el potencial per a la captura de CO₂ en condicions d’alta humitat, transformant aquesta troballa experimental en una nova i prometedora línia d’aplicació.
El material es basa en un disseny químic específic desenvolupat per FUNIMAT, relacionat amb connectors de tipus pirazole, emprat per a la preparació d’estructures poroses avançades. A partir d’aquesta troballa, l’equip ha definit un nínxol d’aplicació clar: escenaris en què altres materials capdavanters perden rendiment a causa de la presència d’aigua. En paraules de Martí Gastaldo, aquesta aproximació connecta amb una visió àmplia de l’impacte de la investigació: “No crec en la dicotomia entre investigació bàsica i aplicada: generar coneixement sempre és un avanç; l’únic que canvia és com de prop o lluny estem de la seua aplicació”.
Quins avantatges ofereix respecte d’altres materials
En el camp de la captura de CO₂ hi ha adsorbents clàssics —com les zeolites o la sílice— i materials de tipus MOF més recents amb un fort impacte científic i industrial. Tanmateix, molts d’aquests redueixen significativament la seua capacitat en presència d’aigua.
La proposta de l’ICMol s’articula al voltant de tres indicadors principals. D’una banda, la captura en condicions d’alta humitat: el material manté un rendiment elevat fins i tot amb humitats relatives altes, a diferència de la majoria d’adsorbents actuals, fet que permet operar de manera eficient en condicions en què altres solucions perden capacitat de manera significativa.
“No crec en la dicotomia entre investigació bàsica i aplicada: generar coneixement sempre és un avanç; l’únic que canvia és com de prop o lluny estem de la seua aplicació”, Carlos Martí Gastaldo, investigador de l’ICMol
D’altra banda, la regeneració és senzilla, ja que la interacció del CO₂ amb el material és prou feble per a facilitar-ne l’alliberament sense necessitat de cicles tèrmics intensius, fet que es tradueix en un procés de regeneració més simple, un menor consum energètic i una reducció dels costos operatius. Així mateix, ofereix grans avantatges quant a la durabilitat en cicles. El material conserva el seu rendiment després de múltiples cicles de captura i alliberament, garantint estabilitat i fiabilitat a llarg termini, un requisit clau per a la seua implementació industrial.
A més, un dels beneficis operatius més rellevants seria reduir o evitar les etapes prèvies d’assecat del gas (upstream drying), habituals quan la humitat compromet la captura. Eliminar aquesta etapa pot reduir la inversió en equips i els costos recurrents, millorant la viabilitat del procés complet.
Font: ICMol
Entrades recents